编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法及系统

本发明属于无人机，尤其涉及编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法及系统。

背景技术：

1、目前在无人机编队通过飞机相机等视觉功能实现对围捕目标(车辆等具有特定标志性事物)进行模拟围捕过程的实验过程中，存在着编队飞机彼此之间需要互相躲避，飞行中多个飞机基于多个视觉识别目标位置带来的解算偏差会导致编队间碰撞概率增加，尽管对机间避障进行了对应优化，但实际效果并不理想。

2、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的编队围捕机间避碰依赖彼此的检测及避碰算法的实际效果，多机飞行时有一定概率会进入相互避碰、位置互锁的死圈，即多架飞机间进行躲避，但又会对其它飞机造成干涉，实际飞行过程中，很难稳定的跟随围捕目标。机间通信只交换一些简单的信息，无法保证实时的机群实际位置获取及处理，从而导致实际围捕效果不佳。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法及系统，具体涉及一种编队围捕集群坐标信息交互、机间通信协同飞行的方法，可使集群飞机彼此获取实时位置信息。

2、所述技术方案如下：编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法，通过飞机之间进行自组网通信，所有飞机将各自位置信息发出，订阅接收到机群间彼此位置信息及控制信息，完成多机飞行获取彼此机间位置，使编队围捕飞行一致；具体包括以下步骤：

3、s1，通过mqtt协议，实现飞机个体位置的发布、机群整体位置信息的获取、地面控制站指令的获取；

4、s2，个体飞机将个体信息标志的位置信息到发布到mqtt代理服务器；

5、s3，个体飞机通过订阅mqtt消息，获取机群发出的所有飞机的位置信息；

6、s4，地面站控制编队飞机起飞模式；

7、s5，领航飞机识别围捕目标信息，对捕捉目标进行定位，计算每个从机飞到指定围捕点位需要飞行的距离，通过mqtt消息网络发出；

8、s6，从机按领航飞机发出的位置进行飞行；

9、s7，围捕任务完成时，地面站发出降落指令，各飞机完成降落。

10、在步骤s1中，机群的编队飞行利用4g+wifi链路进行通信。

11、在步骤s3中，个体飞机订阅mqtt消息中使用通配符uav/flight_control/进行订阅。

12、在步骤s4中，地面站控制编队飞机起飞模式，包括：地面站下发起飞指令给到飞机，飞机收到起飞指令以后，回复地面站消息，确认指令交互成功，然后执行飞行，否者，地面站显示起飞发送失败，进行二次发送。

13、还包括：从飞行模式切换到围捕模式，地面站操作下发飞行模式切换指令，飞机收到指令信息后，切换自身执行的状态机代码标志，完成切换，回复地面站当前飞行标志状态。

14、本发明的另一目的在于提供一种编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统，该系统实施所述编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法，该系统包括：

15、飞机个体及整体位置获取模块，通过mqtt协议，实现飞机个体位置的发布、机群整体位置信息的获取、地面控制站指令的获取；

16、位置信息发布模块，用于个体飞机将个体信息标志的位置信息到发布到mqtt代理服务器；

17、机群间彼此位置获取模块，用于个体飞机通过订阅mqtt消息，获取机群发出的所有飞机的位置信息；

18、地面站控制模块，用于地面站控制编队飞机起飞模式；地面站下发起飞指令给到飞机，飞机收到起飞指令以后，回复地面站消息，确认指令交互成功，然后执行飞行，否者，地面站显示起飞发送失败，进行二次发送；

19、领航飞机信息发送模块，用于领航飞机识别围捕目标信息，对捕捉目标进行定位，计算每个从机飞到指定围捕点位需要飞行的距离，通过mqtt消息网络发出；

20、从机执行模块，用于从机按领航飞机发出的位置进行飞行；

21、降落指令执行模块，用于围捕任务完成时，地面站发出降落指令，各飞机完成降落。

22、进一步，该系统搭载在计算机设备，该计算机设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统的功能。

23、进一步，该系统搭载在计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统的功能。

24、进一步，该系统搭载在信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统的功能。

25、进一步，该系统搭载在服务器，所述服务器用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统的功能。

26、结合上述的所有技术方案，本发明所具备的有益效果为：本发明通过编队围捕飞机机间自组网通信，各飞机之间能获取到彼此位置，从机按主机下发位置进行飞行，科学合理的降低了飞机碰撞的风险，提高了编队围捕效果，及飞行一致性。

技术特征：

1.一种编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法，其特征在于，该方法通过飞机之间进行自组网通信，所有飞机将各自位置信息发出，订阅接收到机群间彼此位置信息及控制信息，完成多机飞行获取彼此机间位置，使编队围捕飞行一致；具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法，其特征在于，在步骤s1中，机群的编队飞行利用4g+wifi链路进行通信。

3.根据权利要求1所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法，其特征在于，在步骤s3中，个体飞机订阅mqtt消息中使用通配符uav/flight_control/进行订阅。

4.根据权利要求1所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法，其特征在于，在步骤s4中，地面站控制编队飞机起飞模式，包括：地面站下发起飞指令给到飞机，飞机收到起飞指令以后，回复地面站消息，确认指令交互成功，然后执行飞行，否者，地面站显示起飞发送失败，进行二次发送。

5.根据权利要求4所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法，其特征在于，还包括：从飞行模式切换到围捕模式，地面站操作下发飞行模式切换指令，飞机收到指令信息后，切换自身执行的状态机代码标志，完成切换，回复地面站当前飞行标志状态。

6.一种编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统，其特征在于，该系统实施如权利要求1-5任意一项所述编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法，该系统包括：

7.根据权利要求6所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统，其特征在于，该系统搭载在计算机设备，该计算机设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统的功能。

8.根据权利要求6所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统，其特征在于，该系统搭载在计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统的功能。

9.根据权利要求6所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统，其特征在于，该系统搭载在信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统的功能。

10.根据权利要求6所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统，其特征在于，该系统搭载在服务器，所述服务器用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述所述的编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行系统的功能。

技术总结本发明属于无人机技术领域，公开了编队围捕集群坐标信息交互与通信协同飞行的方法及系统。该方法通过飞机之间进行自组网通信，所有飞机将各自位置信息发出，然后订阅接收到机群间彼此位置信息及控制信息，完成多机飞行获取彼此机间位置，使编队围捕飞行一致。本发明通过编队围捕飞机机间自组网通信，各飞机之间能获取到彼此位置，从机按主机下发位置进行飞行，科学合理的降低了飞机碰撞的风险，提高了编队围捕效果，及飞行一致性。技术研发人员：齐俊桐,张宝勇,王明明受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18